镉胁迫对3个中山杉无性系渗透调节平衡的影响

doi:10.16178/j.issn.0528-9017.20250168

摘要/Abstract

摘要：

以落羽杉、中山杉118、中山杉406为材料,通过测定水培实验,进行不同浓度重金属镉胁迫研究。通过测定叶片可溶性糖、可溶性蛋白、脯氨酸等渗透调节系统指标含量,比较不同中山杉无性系对不同镉浓度胁迫下的响应特性及其变化,筛选耐镉无性系,并从渗透调节平衡角度初步探讨其耐重金属镉的生理机制,为我国重金属镉污染地区造林树种选择及中山杉耐镉机理的研究提供依据。结果表明:镉胁迫下,3个中山杉无性系表现出不同的响应特性及性状,中山杉406的可溶性糖以及可溶性蛋白含量变化最为稳定,脯氨酸增长最明显,因而,中山杉406在重金属镉胁迫下的渗透调节能力最强。

关键词: 镉胁迫, 可溶性糖, 可溶性蛋白, 脯氨酸, 渗透调节, 中山杉

Abstract:

Utilizing Taxodium distichum, Zhongshanshan 118, and Zhongshanshan 406 as experimental materials, a hydroponic cultivation experiment was conducted to investigate the effects of heavy metal cadmium stress. The study assessed the osmotic adjustment system indicators such as leaf soluble sugars, proline, and soluble proteins content to compare the response characteristics of different Zhongshanshan clones under various cadmium concentrations. The objective was to select clones with cadmium tolerance and preliminarily explore the physiological mechanisms underlying their heavy metal cadmium resistance from the perspective of osmotic regulation. The findings indicate that under cadmium stress, the three Zhongshanshan clones displayed distinct response traits. Notably, Zhongshanshan 406 exhibited the most stable levels of leaf soluble sugars and soluble proteins content, and a pronounced increase in proline content, thereby demonstrating the most robust osmotic adjustment capacity in response to heavy metal cadmium stress.

Key words: cadmium stress, soluble sugar, soluble protein, proline, osmotic regulation, Taxodium hybrid Zhongshanshan

中图分类号:

S791.27

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图/表 3

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材料	镉浓度/ (μmol·L^-1)	可溶性糖含量/(mg·g^-1)
材料	镉浓度/ (μmol·L^-1)	第1周	第2周	第3周	第4周	第5周
落羽杉	0	13.467 c	13.582 c	13.825 c	16.459 c	18.116 c
	10	13.987 c	13.678 c	13.938 c	16.669 c	18.116 c
	50	18.863 b	18.408 b	16.962 b	22.309 b	21.155 b
	200	24.243 a	24.048 a	20.879 a	26.746 a	27.669 a
中山杉118	0	14.589 b	14.621 b	15.109 bc	16.913 b	17.319 b
	10	14.637 b	14.767 b	15.791 b	17.043 b	13.727 bc
	50	14.735 b	14.767 b	15.986 b	17.888 b	15.482 b
	200	26.015 a	23.772 a	20.781 a	24.146 a	20.570 a
中山杉406	0	14.312 b	14.345 b	15.027 bc	15.499 b	16.750 b
	10	14.377 b	14.491 b	15.401 b	15.726 b	16.848 b
	50	14.540 b	14.686 b	15.726 b	15.889 b	16.897 b
	200	22.780 a	22.878 a	19.757 a	23.983 a	19.270 a

材料	镉浓度/ (μmol·L^-1)	可溶性糖含量/(mg·g^-1)
材料	镉浓度/ (μmol·L^-1)	第1周	第2周	第3周	第4周	第5周
落羽杉	0	13.467 c	13.582 c	13.825 c	16.459 c	18.116 c
	10	13.987 c	13.678 c	13.938 c	16.669 c	18.116 c
	50	18.863 b	18.408 b	16.962 b	22.309 b	21.155 b
	200	24.243 a	24.048 a	20.879 a	26.746 a	27.669 a
中山杉118	0	14.589 b	14.621 b	15.109 bc	16.913 b	17.319 b
	10	14.637 b	14.767 b	15.791 b	17.043 b	13.727 bc
	50	14.735 b	14.767 b	15.986 b	17.888 b	15.482 b
	200	26.015 a	23.772 a	20.781 a	24.146 a	20.570 a
中山杉406	0	14.312 b	14.345 b	15.027 bc	15.499 b	16.750 b
	10	14.377 b	14.491 b	15.401 b	15.726 b	16.848 b
	50	14.540 b	14.686 b	15.726 b	15.889 b	16.897 b
	200	22.780 a	22.878 a	19.757 a	23.983 a	19.270 a

材料	镉浓度/ (μmol·L^-1)	可溶性蛋白含量/(mg·g^-1)
材料	镉浓度/ (μmol·L^-1)	第1周	第2周	第3周	第4周	第5周
落羽杉	0	1.314 c	1.387 c	1.417 c	1.962 c	2.527 c
	10	1.323 c	1.398 c	1.467 c	1.982 c	2.552 c
	50	2.402 ab	2.046 b	2.291 b	2.191 b	3.178 b
	200	2.619 a	3.234 a	3.331 a	3.746 a	3.849 a
中山杉118	0	1.286 b	1.306 b	1.362 b	1.615 b	1.601 b
	10	1.292 b	1.314 b	1.378 b	1.634 b	1.623 b
	50	1.303 b	1.395 b	1.395 b	1.654 b	1.645 b
	200	2.132 a	2.285 a	2.424 a	2.897 a	2.928 a
中山杉406	0	1.156 b	1.209 b	1.225 bc	1.473 b	1.439 b
	10	1.164 b	1.211 b	1.398 bc	1.573 b	1.531 b
	50	1.195 b	1.228 b	2.118 b	1.782 b	1.572 b
	200	1.985 a	2.013 a	2.107 a	2.216 a	2.600 a

材料	镉浓度/ (μmol·L^-1)	可溶性蛋白含量/(mg·g^-1)
材料	镉浓度/ (μmol·L^-1)	第1周	第2周	第3周	第4周	第5周
落羽杉	0	1.314 c	1.387 c	1.417 c	1.962 c	2.527 c
	10	1.323 c	1.398 c	1.467 c	1.982 c	2.552 c
	50	2.402 ab	2.046 b	2.291 b	2.191 b	3.178 b
	200	2.619 a	3.234 a	3.331 a	3.746 a	3.849 a
中山杉118	0	1.286 b	1.306 b	1.362 b	1.615 b	1.601 b
	10	1.292 b	1.314 b	1.378 b	1.634 b	1.623 b
	50	1.303 b	1.395 b	1.395 b	1.654 b	1.645 b
	200	2.132 a	2.285 a	2.424 a	2.897 a	2.928 a
中山杉406	0	1.156 b	1.209 b	1.225 bc	1.473 b	1.439 b
	10	1.164 b	1.211 b	1.398 bc	1.573 b	1.531 b
	50	1.195 b	1.228 b	2.118 b	1.782 b	1.572 b
	200	1.985 a	2.013 a	2.107 a	2.216 a	2.600 a

材料	镉浓度/ (μmol·L^-1)	脯氨酸含量/(mg·g^-1)
材料	镉浓度/ (μmol·L^-1)	第1周	第2周	第3周	第4周	第5周
落羽杉	0	57.872 c	58.587 c	61.179 cd	76.283 c	110.780 cd
	10	58.408 c	60.464 c	69.758 c	92.191 c	194.522 c
	50	80.501 b	106.848 b	130.532 b	137.949 b	199.438 b
	200	110.333 a	128.387 a	157.164 a	185.764 a	238.851 a
中山杉118	0	48.666 bc	66.898 b	92.906 c	122.577 d	165.029 d
	10	50.543 bc	69.222 b	111.942 c	135.268 bc	187.819 bc
	50	58.408 b	71.814 b	113.283 b	138.843 b	192.198 b
	200	84.684 a	249.218 a	215.703 a	216.597 a	225.445 a
中山杉406	0	46.343 b	62.966 b	92.101 b	103.184 bc	115.874 bc
	10	46.164 b	66.898 b	99.162 b	110.244 bc	120.879 bc
	50	47.683 b	71.367 b	105.597 b	117.126 b	126.242 b
	200	81.645 a	246.001 a	209.447 a	199.706 a	219.814 a